Ongelmanratkaisu on toimintojen tai henkisten operaatioiden suorittamista , joilla pyritään saavuttamaan ongelmatilanne - tehtävien puitteissa asetettu tavoite . Se on olennainen osa ajattelua .
Kognitiivisen lähestymistavan näkökulmasta ongelmien ratkaisuprosessi on kaikista älyn toiminnoista monimutkaisin, ja se määritellään korkeamman tason kognitiiviseksi prosessiksi , joka edellyttää elementaaristen tai perustaitojen koordinointia ja hallintaa. 1] .
Ongelman ratkaisu sisältää päävaiheet:
Nämä vaiheet löytyvät monista ongelmanratkaisuteorioista. Siten ongelman asettamisen ja ratkaisun löytämisen vaiheet näkyvät selvästi Würzburgin koulukunnan seuraajan Otto Selzin , Gestalt-psykologi Dunkerin ja kognitiotieteilijä Greenon teorioissa kaikista eroistaan huolimatta. Samaan aikaan ongelman ilmaisun alta voidaan ymmärtää sekä tietoista työtä että joitakin oletettuja tiedostamattomia tiedonkäsittelyn prosesseja.
Ongelmanratkaisun vaiheet O. Seltzin, K. Dunckerin, Grinon teorioissa
| O. Selz [2] | K. Dunker [3] | Greeno [4] |
|---|---|---|
| 1. Kompleksin muodostaminen, joka sisältää: a) tunnettujen ja b) tunnettujen-tuntemattomien suhteiden ominaisuudet, jotka määrittävät c) tuntemattoman paikan kompleksissa. Tämän kompleksin epätäydellisyys on ongelman ydin. | 1. Tunkeutuminen ongelmatilanteeseen - sen sisäisten yhteyksien ymmärtäminen, käsitys kokonaisuudesta, joka sisältää tietyn konfliktin. | 1. Tunnetun (annetun) ja tuntemattoman elementeistä koostuvan kognitiivisen verkoston rakentaminen (tunnetun ja tuntemattoman elementtien välistä suhdetta ei ole vielä selvitetty). |
| 2. Älykkäiden toimintojen käynnistäminen: ratkaisun muistaminen tai luominen. | 2. Ratkaisun toiminnallisen arvon löytäminen . 3. Toiminnallisen arvon toteutus (suoritusmuoto) tietyssä ratkaisussa. |
2. Elementtien välisten yhteyksien (relaatioiden) rakentaminen, verkon muokkaaminen muistista saatavan lisäinformaation avulla. |
Seuraavat tekijät vaikuttavat ongelman ratkaisun kulkuun ja sen ratkaisun onnistumiseen [5] .
Informatiivisen lähestymistavan näkökulmasta tehtävä on kahden tilan välinen ero; Ongelma katsotaan ratkaistuksi, kun olemassa olevien ja vaadittujen tilojen ominaisuudet ovat samat. Siten ongelmanratkaisuprosessi tapahtuu, kun organismi tai tekoälyjärjestelmä siirtyy tietystä tilasta haluttuun kohdetilaan .
Informaatiolähestymistavan edustajat lähtivät siitä, että ihminen, aivan kuten tietokone , toimii symboleilla ( merkeillä ), joten tietokoneita voidaan "käyttää laitteina ihmisen ajatteluprosessin simulointiin" [7] . Heidän luomansa ongelmanratkaisumallit olivat usein myös tietokoneohjelmia (tunnetuin esimerkki on Newellin ja Simonin vuonna 1957 luotu Universal Problem Solver ).
Lindsay ja NormanLindsay ja Norman kuvaavat ongelmanratkaisua seuraavasti [8] .
Kaikkea tällä hetkellä saatavilla olevaa tehtävään liittyvää tietoa kutsutaan tietoisuuden tilaksi . Ongelmanratkaisu on peräkkäistä siirtymistä tietoisuuden tilasta toiseen ja sitten seuraavaan, ja niin edelleen, kunnes vaadittu lopullinen tietoisuuden tila eli ratkaisu saavutetaan. Tällaiset siirtymät toteutetaan toimijoiden avulla - keinot, jotka pienentävät kuilua nykyisen tietoisuustilan ja sitä seuraavan tilan välillä. Operaattoreiden löytäminen on suurin ongelma ongelman ratkaisemisessa.
Kaksi ratkaisustrategiaa ovat mahdollisia: haku eteenpäin ja taaksepäin. 1. Suorahaussa "ihminen kokeilee ensin jotakin tapaa lähestyä ongelmaa ja sitten katsoo, onko hän edennyt eteenpäin sen soveltamisen seurauksena." 2. Käänteisessä haussa ”ihminen pohtii haluttua ratkaisua ja kysyy: mikä alustava askel on välttämätön, jotta siihen päästään? Tämän vaiheen määrittämisen jälkeen määritetään sitä välittömästi edeltävä vaihe ja niin edelleen, parhaimmillaan alkuperäisen ongelman muotoilussa annettuun lähtökohtaan saakka. Käänteinen haku suoritetaan keino-tulos-analyysillä (keinojen ja päämäärien vertailu): jokaisessa vaiheessa tätä välitavoitetta verrataan nykyiseen tietoisuuden tilaan ja löydetään operaattori - väline, joka pienentää kuilua.
Operaattoreita on kahdenlaisia: 1) algoritmit (joukko sääntöjä, jotka takaavat tuloksen) ja 2) heuristiset tekniikat (monimutkaisille ongelmille, joissa algoritmeja ei löydy).
Ongelman ratkaisun ilmestymistä mieleen edeltää emotionaalinen aktivointi ja ratkaisun läheisyys.
Tämän perusti OK Tikhomirov tutkiessaan shakkiongelmien ratkaisuprosessia [9] . Hän ehdotti, että koehenkilöt ajattelisivat ääneen ongelmaa ratkaiseessaan ja samalla tallensivat galvaanisen ihovasteen (GSR), joka oli merkki emotionaalisesta aktivaatiosta.
Kokeet ovat osoittaneet, että emotionaalinen aktivaatio tapahtuu ensin . Sitä seuraa yleensä tunnehuuto ("Aha!", "Oh!" jne.) yleensä 0-0,5 sekunnin kuluttua. Emotionaalisia huudahduksia seuraa yleensä sanat, jotka ilmaisevat läheisyyden tunnetta ratkaisuun : vielä tiedostamattoman idean lähestyminen ("niin-niin-niin", "aivan noin, juuri noin", "todennäköisesti...") tai edelleen epäselvät hakutulokset ("jotain välähti", "jotain on", "näyttää löytyneen", "näyttää olevan päätetty"); harvemmin se on ilmaus yrittämisen tarpeesta ("koetetaan, kokeillaan", "kiinnostavaa, mielenkiintoista"), epäilyksiä ("a" ... "a" ... vai ei "a"? ) Tai itse -pysäytysmerkit ("stop-stop-stop-stop"); vielä harvemmin ratkaisua kutsutaan välittömästi. Tätä seuraa päätös – tietyn ongelman ratkaisemisen kannalta olennaisen liikkeen nimeäminen – 1,5–13,5 sekuntia emotionaalisen aktivoitumisen ilmaantumisen jälkeen, keskimäärin 5,5 sekunnin kuluttua.
Keskustelut eläinten ongelmanratkaisumekanismeista pyörivät yrityksen ja erehdyksen sekä oivalluksen ympärillä .
Thorndike (1898) uskoi (ja osoitti kokeellisesti), että mekanismi eläinten ongelmien ratkaisemiseksi ei ole ymmärrys ja päättely, vaan yritys ja erehdys .
Thorndike asetti eläimet (kissat) erityisiin ongelmalaatikoihin - häkkeihin "salaisilla", joista uloskäynti avattiin painamalla nappia tai vipua, vetämällä narusta, silmukasta jne., jotka olivat häkissä tai itse arinan lähellä ulkopuolelta. Thorndike havaitsi, että aluksi kissat ryntäävät häkin ympäri ja takertuvat kaikkeen, mitä he saavat; tämän seurauksena ennemmin tai myöhemmin he vahingossa koskettavat mekanismia, joka avaa kennon ja vapautuvat. Kun kissa laitetaan takaisin häkkiin, sen kaoottinen toiminta johtaa menestykseen hieman nopeammin, seuraavalla kerralla vielä nopeammin jne. Oppimiskäyrät osoittavat ratkaisun asteittaista hallintaa.
Thorndiken teorian mukaan eläimet toimivat satunnaisesti ja vahvistuneen reaktion toistumisen todennäköisyys kasvaa .
Jotkut Thorndiken omat tiedot puhuvat kuitenkin hänen teoriaansa vastaan. Näin ollen joidenkin Thorndiken "laiskojen" kissojen tapauksessa "huomio, joka usein yhdistetään energian puutteeseen, antoi kissalle mahdollisuuden muodostaa nopeasti yhdistyksen ensimmäisen menestyksen jälkeen" [10] . Ja myöhemmin (1901) korvaamalla kissat apinoilla, Thorndike havaitsi, että melkein kaikki ongelmat ratkesivat "nopeasti, usein välittömiltä näyttäen, jättämällä epäonnistuneet liikkeet ja valitsemalla oikeat liikkeet... On luonnollista päätellä, että apinat, jotka yhtäkkiä siirtyivät monista arvaamattomista liikkeet yhteen tiettyyn toimintoon koukulla tai salvalla, niillä on käsitys koukusta, salpasta tai liikkeestä, jonka ne tuottavat "...
R. Woodworth huomauttaa, että "ei ainuttakaan tapausta tällaisesta käytöksestä löytynyt ongelmatilanteesta, jolloin eläin ryntäisi kaikkeen ympärillä ottamatta huomioon objektiivista tilannetta. Eläin reagoi aina yhteen tai toiseen esineeseen, ja lähes kaikilla sen reaktioilla on tietty oikeutus. Yritys ja erehdys eivät ole sokeita, tuuriin perustuvia liikkeitä, vaan tiettyjen polkujen kokeilemista päämäärään. Sikäli kuin eläimen käyttäytymisestä voimme päätellä, sillä on aina jonkinlainen käsitys objektiivisesta tilanteesta. Toinen asia on, että missä tahansa tilanteessa, jota voidaan kutsua ongelmalliseksi, tämä ote ei ole koskaan täydellinen alusta alkaen. Tilannetta on tutkittava, ja tämä voidaan harvoin tehdä ilman liikettä ja manipulointia. Mutta jo heti ensisilmäyksellä ongelman yleispiirteet paljastuvat riittävästi rajoittamaan tutkimuksen ja manipuloinnin aluetta jossain määrin” [11] .
Ongelmien ratkaisemista äkillisen oivalluksen (insight) kautta, tilanteen ymmärtämistä, sen olemukseen tunkeutumista kuvailee W. Köhler . Köhlerin kokeet osoittavat seuraavat esimerkit siitä, kuinka tämä tapahtuu [12] .
Tiedetään, että eläimet voivat joissakin tapauksissa käyttää työkaluja ongelmien ratkaisemiseen, mutta kysymys on, missä määrin tällainen käyttö on synnynnäistä ( vaistista ) ja missä määrin älykkyyden ilmentymää.
Esimerkkejä eläinten työkalujen käytöstä: